電鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼合金鍍液組成可分為硫酸鹽型、氯化物型、混合物型和DMF-H2O型體系。
硫酸鹽型體系鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼合金鍍液組成及工藝條件見表11-1。
1. 配方1 (見表11-1)的說明
本配方由鄭州輕工業(yè)學(xué)院馮紹彬、董會(huì)超、夏同馳等人提出。
硫酸鹽體系鍍液的導(dǎo)電性能差,電流效率低,電鍍時(shí)間長(zhǎng),能耗較高,為了克服這些缺陷,向硫酸鹽體系中加入了一定量的氯化物如氯化銨40g/L,以提高其導(dǎo)電性和活化陽極。由于鐵、鎳、鉻的標(biāo)準(zhǔn)電極電位相差較大。因此,在簡(jiǎn)單鹽溶液體系中,三種金屬共沉積是很困難的,通過加入配位劑與它們形成配合離子、改變離子的活度,從而改變它們的析出電位,使其相互接近以達(dá)到共沉積的目的,本配方中使用檸檬酸三鈉100g/L作為配位劑,以提高鍍液的分散能力和增強(qiáng)鍍層的致密度。
抗壞血酸用作穩(wěn)定劑,阻止Fe2+氧化為Fe3+,抗壞血酸是強(qiáng)還原劑,很容易被氧化而消失其穩(wěn)定作用,一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)棕色Fe3+的痕跡,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充抗壞血酸至10g/L,否則易使鍍層粗糙、出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。
十二烷基硫酸鈉為表面活性劑,防止鍍層產(chǎn)生針孔、氣道。
硼酸為酸度緩沖劑、穩(wěn)定溶液pH,pH應(yīng)保持在2左右(1.5~3.0),硼酸應(yīng)保持在25g/L左右。
光亮劑用以改善鍍層性能,調(diào)整鍍層應(yīng)力,抑制陰極析氫,提高電流效率,擴(kuò)大陰極電流密度范圍等。光亮劑為有機(jī)物,用量要適量,可參照鍍鎳的初級(jí)光亮劑、次級(jí)光亮劑。也可向原作者馮紹彬等人咨詢(鄭州輕工業(yè)學(xué)院)。
2. 配方2 (見表11-1)的說明
配方2使用的配位劑為三乙醇胺,它對(duì)Fe2+的配位作用較強(qiáng),也具有較強(qiáng)的還原作用。不需要使用抗壞血酸。
由于不含有氯離子,陽極可使用不溶性金屬如鉑,或鍍鉑的鈦網(wǎng)。也可以采用石墨陽極。但是,由于鍍層金屬的沉積都取自鍍液所含的金屬離子,因此,要求鍍液的體積要有足夠的大小,并要求及時(shí)分析鍍層,補(bǔ)充鍍液成分的不足,以備滿足電鍍過程中金屬離子的消耗,而且鍍層不能要求鍍得較厚,只能滿足鍍層能夠產(chǎn)生不銹鋼的外表結(jié)構(gòu)形貌,鍍層成分可以達(dá)到Fe:58%~78%,Ni:11%~27%,Cr:6%~10%,具有較強(qiáng)的防變色能力、耐腐蝕能力或有一定的硬度。合金鍍層還要經(jīng)過高溫?zé)崽幚碇螅拍軌虍a(chǎn)生不銹鋼結(jié)構(gòu),借以代替不銹鋼。
3. 配方3 (見表11-1)的說明
這個(gè)配方是屬于復(fù)合鍍鎳鐵合金,在鍍液中加入細(xì)微鉻粉懸浮于鍍液中,電沉積Fe-Cr-Ni復(fù)合鍍層。
a. 鉻粉含量對(duì)鍍層沉積速率的影響
鍍液中不同鉻粉含量與鍍層沉積速率的關(guān)系曲線見圖11-1。
由圖11-1可見,鍍層金屬Fe-Ni-Cr合金沉積速率隨著鉻粉含量的變化先升高,后降低。在110g/L附近有一最高點(diǎn)。鉻含量低于110g/L時(shí),鍍層的沉積速率隨著鉻粉含量的升高而增大,高于110g/L后,沉積速率隨著鉻粉含量的升高而降低。
b. 鉻粉含量不同的鍍層的耐蝕性
不同鉻粉含量獲得的鍍層在飽和NaCl溶液中自腐蝕電位隨時(shí)間的變化曲線見圖11-2。
由圖11-2可見,3種涂層均顯示鈍化性能,鉻含量為50g/L,150g/L時(shí)獲得的鍍層發(fā)生明顯的鈍化現(xiàn)象。鉻含量100g/L時(shí),鍍層的致鈍電流和維鈍電流最大。表明鈍化后其陽極溶解程度最大,發(fā)生鈍化比較困難,當(dāng)陽極電位上升到一定值后,出現(xiàn)過鈍化現(xiàn)象,鈍化膜破壞,陽極曲線呈現(xiàn)快速的電流增長(zhǎng)趨勢(shì),使最終陽極溶解電流密度快速增長(zhǎng),表明此鍍層鈍化膜不穩(wěn)定,顯示鉻粉含量為100g/L時(shí)的鍍層的耐蝕性最差。